選粉機(jī)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)資料

選粉機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)用參考資料一、氣固兩相流力學(xué)基礎(chǔ)顆粒在靜止流體內(nèi)的沉降：顆粒在靜止流體內(nèi)自由沉降時(shí)，不僅受到重力，而且還受到浮力和阻力的作用。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，所處理的顆粒一般是比較小的，在整個(gè)降落過(guò)程基本上看著是以勻速uo進(jìn)行的。所以一般情況下，研究沉降速度問(wèn)題時(shí)，是不考慮加o速階段的。顆粒作勻速運(yùn)動(dòng)，降落速度u等于顆粒的沉降速度u,計(jì)算公式為：0u={[4gd(p-p)]/3p$-2 (沉降速度計(jì)算基本公式)opp式中 u——球形顆粒自由沉降速度，m/s；0d——球形顆粒直徑，m；pg 重力加速度，m/s2；Pp 顆粒密度，kg/m3；p 流體密度，kg/m3；E 阻力系數(shù)，無(wú)因次，E=8/nxf(Re)，顆粒雷諾數(shù)Re=dup/口；p ppoU 流體粘度，Pa.so當(dāng)Re<1時(shí)，流體屬層流時(shí)，則得：Pu。二[dp2(Pp-p)g]/18|J此式適用于層流時(shí)球形顆粒的自由沉降速度計(jì)算，稱為斯托克斯(Stokes)公式；當(dāng)1<Re<10000時(shí)，流體屬過(guò)渡流時(shí)，則得：Pu=0.2{[(p-p)/p]g}0.73xd”?/出卩嚴(yán)o p p ( )此式適用于過(guò)渡流時(shí)球形顆粒的自由沉降速度計(jì)算，稱為阿綸(Allen)公式；當(dāng)10000<Re<2x105時(shí)，流體屬踹流時(shí)，則得：Puo=1.74{[(pp-p)/p]g}o.5xdp0.5此式適用于踹流時(shí)球形顆粒的自由沉降速度計(jì)算，稱為牛頓(Newton)公式。顆粒在靜止流體內(nèi)的沉降速度計(jì)算實(shí)例：例1：求直徑為30)am的球形石英顆粒，在20C。的空氣中的沉降速度，石英顆粒的密度為2650kg/cm3。解：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度為1.293kg/cm3o故20C時(shí)，空氣的密度為p=1.293x[273/(273+20)]=1.205kg/cm3。而粘度為0.0185x10-3Pa.s。假設(shè)為層流區(qū)，由斯托克斯公式則得：u。二玖29戸-p)g]/18^=d2ppg/18^=[(30x10-6)2x2650x9.8]/[18x0.0185x10-3]=0.0702m/s (空氣密度p相對(duì)較小，忽略不計(jì))進(jìn)行復(fù)核：Re=dup/^=(30x10-6x0.0702xl.205)/0.0185x10-3=0.i37<1ppo故沉降遵從斯托克斯公式。本題解也可先求出顆粒沉降的臨界直徑，以確定應(yīng)該使用哪一個(gè)計(jì)算沉降速度的公式。層流區(qū)與過(guò)渡區(qū)的臨界直徑，亦即斯托克斯公式所能適用的，當(dāng)Re=1P時(shí)的最大直徑：d=2.62{屮/[9-p).p.g]}-3=2.62{(0.0185x10-3)2/[(2650-1.205)x1.205xpmax p9.8]}-3=2.62x2.22x10-5=58.2(|am)已知顆粒的直徑(30^m)較臨界直徑為小，即可用斯托克斯公式求沉降速例2:求直徑為80|am的玻璃球在20C。的水中的沉降速度，已知玻璃球密度為pp=2500kg/cm3,水的密度p=1000kg/cm3,水在20C時(shí)的粘度U=0.001Pa.s。解：①可以用圖解法求解：查圖10.8以判斷此系統(tǒng)的流態(tài)，再計(jì)算查圖得到uo;②用公式計(jì)算法計(jì)算：設(shè)為層流區(qū)，由斯托克斯公式則得：u=d2(p-p)g/18|J二[(80x10-6)2x(2500-1000)x9.8]/(18x0.001)=5.23xo p p10-3(m/s)以上計(jì)算是根據(jù)光滑球形顆粒導(dǎo)出，但實(shí)際情況復(fù)雜得多，要比較準(zhǔn)確計(jì)算，需要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出經(jīng)驗(yàn)系數(shù)對(duì)沉降速度加以修正。顆粒在垂直流動(dòng)的流體內(nèi)并在重力作用下的運(yùn)動(dòng)：設(shè)流體對(duì)于固定空間以勻速度u向上運(yùn)動(dòng)，處于流體中的顆粒在重力作用下對(duì)于固定空間以速度u運(yùn)fp動(dòng)，則顆粒對(duì)于流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u將為：u=uup+f顆粒在垂直流動(dòng)的流體內(nèi)受到重力和摩擦力的作用，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，兩力會(huì)達(dá)到平衡，u二uo則得到 up=uo-ufp=o-f因此，顆粒受到重力的作用在垂直方向上流動(dòng)的流體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)若干時(shí)間后，當(dāng)流體的摩擦力等于顆粒在流體中的剩余重力時(shí)，則顆粒作勻速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，顆粒對(duì)于流體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度u是一個(gè)定值，其值大小將與其在靜止的同一種流體內(nèi)沉降速度相等，而顆粒的絕對(duì)速度u則等于此值與流體速度之差。P當(dāng)流體速度u等于定值u,則u=0,顆粒將停留在空間不動(dòng)。出現(xiàn)這種情fop況的流體速度稱為對(duì)于該尺寸顆粒的懸浮速度。懸浮速度在數(shù)值上與該顆粒在靜止流體內(nèi)的沉降速度相等。當(dāng)u>u時(shí)，u為負(fù)值，則顆粒運(yùn)動(dòng)方向與流體一致，向上沉降。fop當(dāng)u<u時(shí)，u為正值，則顆粒運(yùn)動(dòng)方向與流體相反，向下沉降。fop（適用于固硫劑CaCO3粉在垂直管道在輸送的同時(shí)，計(jì)算讓M1mm顆粒向下沉降回到破碎機(jī)再粉碎）下面是常用的慣性式和重力式分離器：膨脹倉(cāng)是慣性式分離器的一種形式。它與氣力提升泵配套使用,當(dāng)物料氣流沿輸料管3進(jìn)入膨脹倉(cāng)1內(nèi)時(shí),由于體積突然增大使氣流速度突然降低,并受到?jīng)_擊板2的阻擋,物料便在重力和慣性力作用下從氣流中被分離出來(lái),經(jīng)閃動(dòng)閥4排出,分離后的空氣經(jīng)排氣管進(jìn)入收塵系統(tǒng)。此種分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作容易,但體積大,常用于水泥工業(yè)煤磨系統(tǒng)的煤粉與空氣的分離。重力分離器就是使物料和空氣進(jìn)入空間較大的室內(nèi),使室內(nèi)氣流的速度降低到遠(yuǎn)小于懸浮速度（通常僅為0.03~0.lvf）,這樣氣流便失去對(duì)顆粒的攜帶能力，物料便在重力的作用下由混合物中分離出來(lái)，故又稱為容積式分離器。ITl￡18.22ITl￡18.22審力分離器物轉(zhuǎn)與空V進(jìn)入丼料S18.21翩脹倉(cāng)t—矇狀卷山-沖擊板山一瞄料管討一閃動(dòng)閥重力式分離器主要尺寸是其筒體部分的直徑，可按下式確定：D=1.13[V/(0.03~0.1)v]-2氣 f式中 D——筒體部分的直徑，mm；V氣 通過(guò)分離器的風(fēng)量，m3/s；vf 被輸送物料顆粒的懸浮速度，n/s。筒體部分的高度H建議取為：H=(1.15?1.30)D,m。此種分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、工作可靠，但體積過(guò)大。顆粒在水平流動(dòng)的流體內(nèi)并在重力作用下的運(yùn)動(dòng)：處在水平流動(dòng)的流體內(nèi)的顆粒，一方面受到流體流動(dòng)的影響產(chǎn)生水平的橫向運(yùn)動(dòng)；另一方面又受到重力的影響發(fā)生向下的沉降。顆粒在水平流動(dòng)的流體內(nèi)受到流體對(duì)它的推動(dòng)力作橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)短暫時(shí)間后，顆粒水平速度up與流體速度uf相等，顆粒在水平方向?qū)⒆鲃蛩龠\(yùn)動(dòng)。在pf經(jīng)歷t時(shí)間后所走的距離S為：S=Uft顆粒在重力作用下沉降相當(dāng)于靜止流體內(nèi)受到重力作用而向下沉降。經(jīng)過(guò)短暫時(shí)間后，顆粒沉降速度u作等速沉降。經(jīng)歷t時(shí)間后，顆粒在流體內(nèi)降落的高0度H為：H=uto因此，在水平流動(dòng)的流體內(nèi)，顆粒是在橫向流動(dòng)和重力場(chǎng)的共同作用下，沿著顆粒的水平運(yùn)動(dòng)速度u和沉降速度u的合速度的方向上運(yùn)動(dòng)的。根據(jù)速度圖po就可得顆粒降落到某一深度所需時(shí)間及降落時(shí)的運(yùn)動(dòng)路程（適用于水平輸送過(guò)程中的某些顆粒的沉降分離）水平氣流沉降室的構(gòu)造主要是由室體、進(jìn)氣口、出氣口和集灰斗組成。含塵氣體在室體內(nèi)緩慢流動(dòng)，小粒借助自身重力作用被分離而捕集下來(lái)。為了提高沉降室的除塵效率，有的在室內(nèi)加裝一些垂直擋板，如圖4-2所示。其目的，一方面是為了改變氣流的運(yùn)動(dòng)方向，由于粉塵顆粒慣性較大，不能隨同氣體一起改變方向，撞到擋板上，失去繼續(xù)飛揚(yáng)的動(dòng)能，沉降到下面的集灰斗中；另一方面是為了延長(zhǎng)粉塵的通行路程，使它在重力作用下逐漸沉降下來(lái)。有的采用百葉窗形式代替擋板，效果更好；有的還將垂直擋板改為“人”字形擋板，如圖4-3所示，使氣體產(chǎn)生一些小股渦旋，塵粒受到離心力作用，與氣體分開(kāi)，并碰到室壁上和擋板上，使之沉降下來(lái)。對(duì)裝有擋板的沉降室，氣流速度可以提高到6~8m/s。出口魁4-2蕓有捋板葩沅驚筌出口魁4-2蕓有捋板葩沅驚筌圖4T裝有“人”孑形描板旋曄室〔木乎剖團(tuán))顆粒在旋流流體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)：顆粒在旋流流體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到離心力和重力場(chǎng)的共同作用，在重力作用下，使顆粒沿垂直方向降落；而在平面上與旋轉(zhuǎn)流體一起作圓周運(yùn)動(dòng)；同時(shí)產(chǎn)生慣性離心力，使顆粒沿徑向向外甩出。顆粒在這三個(gè)方向上的力的共同作用下運(yùn)動(dòng)。假設(shè)在半徑R處，流體的旋轉(zhuǎn)角速度為3,流體的圓周速度為uf,則處在該半徑上的球形顆粒所受到的剩余慣性離心力F為：c0F=G/g(R3)=G/g.u2/Rc000f式中F——剩余慣性離心力，N；c0—G 顆粒剩余重力，G二n/6xd3(p-p).g。0—0pp由于剩余慣性離心力的作用,顆粒與流體有相對(duì)運(yùn)動(dòng),就產(chǎn)生了反向的流體阻力F。因而顆粒在徑向的運(yùn)動(dòng)方程式為：dm.dud=F-Fp/tc0d式中m 顆粒質(zhì)量，kg；dud 顆粒在半徑方向上的加速度；p/tF——徑向上的流體阻力，N。d將F和F代入上式，得顆粒運(yùn)動(dòng)加速度：dc0dud=U2/R?(p-p)/p-3/4.￡.u2/d.p/pp/tf p p pp pdud隨顆粒所在位置的半徑而異，在工業(yè)用的設(shè)備中，dud項(xiàng)比起其余兩p/tp/t項(xiàng)要小得多，故可以認(rèn)為顆粒徑向加速度dud=0,于是顆粒在半徑方向上的沉p/t降速度u為：oru二{[4dp(p-p)]/3￡p.U2/R}-2or p fu就是慣性離心力作用下的沉降速度(與重力作用下的沉降速度u相當(dāng))，orouor的方向沿半徑方向向外，即流體帶著顆粒選擇時(shí)，顆粒的慣性離心力使它沿or切線方向通過(guò)運(yùn)動(dòng)中的流體飛出，因而逐漸離開(kāi)旋轉(zhuǎn)中心，u即是顆粒離開(kāi)旋or轉(zhuǎn)中心的速度(注意：這個(gè)速度u不是顆粒運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)速度，而是它的徑向分or量)，顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是沿著半徑逐漸增大的螺旋形軌道前進(jìn)的。離心沉降速度u與顆粒在靜止流體內(nèi)自由沉降速度u比較的比值K為：

oroK=u/u=[u2/(R?g)]-2二[(Rg2)/g]-2or=of比值K稱為離析因數(shù)，它等于慣性離心力與重力之比，比值K與旋轉(zhuǎn)半徑成反比，與切線速度的二次方成正比?？梢?jiàn)，減小旋轉(zhuǎn)半徑，增加切線速度，使K值增大。顆粒所受的重力是一定值。工業(yè)上可以通過(guò)各種方法使顆粒的離心加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)重力加速度，使得顆粒的沉降速度比在受重力場(chǎng)作用下的沉降速度大很多。盡管這時(shí)還有重力的作用，但可不加考慮。因此，可以利用慣性離心力來(lái)加快顆粒的沉降及分離比較小的顆粒，而且設(shè)備的體積也可以縮小。二、選粉機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算程序1、 首先確定選粉機(jī)類型：根據(jù)選粉對(duì)象、粒徑大小和顆粒級(jí)配要求、選粉精度等基本情況，確定選粉機(jī)類型。2、 設(shè)計(jì)計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓及型號(hào)：根據(jù)生產(chǎn)要求的粉體產(chǎn)量和選粉單位產(chǎn)量所需風(fēng)量計(jì)算出總風(fēng)量；根據(jù)選粉系統(tǒng)中各個(gè)組成部分的阻力降之和計(jì)算出系統(tǒng)總阻力，然后根據(jù)計(jì)算總風(fēng)量和總阻力選擇風(fēng)機(jī)型號(hào)，該型號(hào)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和風(fēng)壓應(yīng)適當(dāng)大于計(jì)算的總風(fēng)量和總阻力。例如某粉磨系統(tǒng)①管磨機(jī)約50mmH2O②O-Sepa選粉機(jī)約250mmH2O,③高濃度袋式除塵器：約200mmH2O,④管道及其他：約100mmH2O,某粉磨系統(tǒng)的總阻力約：①+②+③+④=6OOH2O。3、設(shè)計(jì)各個(gè)部分的風(fēng)速和相關(guān)尺寸：根據(jù)管道的布置狀態(tài)和氣固兩相流的沉降理論，計(jì)算（或經(jīng)驗(yàn)）確定氣流速度，然后根據(jù)風(fēng)量和氣流速度計(jì)算（或經(jīng)驗(yàn)）相關(guān)尺寸。三、選粉機(jī)易損件所用材料1、 進(jìn)口鋼材：選粉機(jī)葉片（轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)風(fēng)葉片）采用HARDOX鋼板（HRC45?55）是比較最理想的，綿陽(yáng)西金公司使用證實(shí)，耐磨性能滿意，但價(jià)格很高，2008年售價(jià)1.9?2.2萬(wàn)元/t（中國(guó)浦發(fā)機(jī)械工業(yè)股份有限公司經(jīng)銷）。2、 我國(guó)研制的耐磨材料（僅供參考）：⑴低合金鋼：用于球磨機(jī)襯板，常用牌號(hào)有：30CrMnSiMoTi（處理后硬度HRC50?54）、35SiMn（處理后硬度HRC45?50）、40CrMnSiMoRe（處理后硬度HRC50?54）；⑵錳系合金鑄鐵：用于球磨機(jī)襯板，常用牌號(hào)有：中錳球鐵（處理后硬度HRC45?52））中錳合金球鐵（處理后硬度HRC45?52））稀土錳銅鉻鎳白口鐵（處理后硬度HRC50?56）；（3）鉻系合金白口鐵：用于球磨機(jī)襯板，常用牌號(hào)有：Cr2Cu1（處理后硬度HRC50?60）、Cr13（處理后硬度HRC50~58）；3、陶瓷馬賽克貼面材料：用于選粉機(jī)渦殼曲表面貼面耐磨處理，綿陽(yáng)西金科技公司使用取得比較滿意的效果。四、常用選粉機(jī)的類型：1、離心式選粉機(jī)（第一代選粉機(jī)），已被淘汰；2、旋風(fēng)式選粉機(jī)（第二代選粉機(jī)），基本被淘汰；3、平面旋流選粉機(jī)（第三代選粉機(jī)）：以日本小野田公司的O-Sepa型和丹麥?zhǔn)访芩构镜腟epax型為代表的兩種基本結(jié)構(gòu)類型。其余的型號(hào)基本上都是這兩種形式的派生形式，比如GKX型和CCX型就是以上兩種基本類型根據(jù)需要和工作條件我們開(kāi)發(fā)的兩種形式。⑴GKX型選粉機(jī)是O-Sepa型的派生形式，其結(jié)構(gòu)示意圖如下。其中四種規(guī)格型號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1表1GKX幾種規(guī)格型號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)GKX-10GKX-16GKX-25GKX-34備注&曰產(chǎn)量10T/h16T/h25T/h34T/h配套磨機(jī)02.4x8MD16808309701220D2940113013101620D3940115013501650D470085010001250D5850105012501500D61100130015501900D71250150018002200

D880095011501400D970085010001250D1076092010801350D1172088010401280D12900110013001600D13200250300400H1520680800900H270085010001200H380100120130H463080010201230H5473563693823H630354355H7450545641762H8173217260303H9881020H10315400460560H11100100100150B15206407601000B2520650680800R111001325R29151120a7585b100120

a1200250300400bi80100130150配套風(fēng)機(jī)調(diào)速電機(jī)G4-73-11NO10D(Q=37200M3/h)(P=3236Pa)Y-225M-4(45kw)(148Or/min)；JZTy61-4L(15kw)(1200?12Or/min)①G4-73-11NO10D(Q=49400M3/h)(P=3011Pa)Y-250M-4(55kw)(1480r/min)；②JZTy62-4L(18.5kw)(1200?120r/min)①G4-73-11NO11DQ=71000M3/hP=3470PaY-280M-4(90kw)(1480r/min)；②JZTy72-4L(30kw)(1200~120r/min)⑵CCX型選粉機(jī)是Sepax型的派生型，其組成結(jié)構(gòu)如下圖所示：蹙崔如J其中幾種規(guī)格型號(hào)的設(shè)計(jì)參數(shù)如下表所示：（注：下表中CX型就是CCX型）

QfUrfL)匚忙—加網(wǎng)C?C—18Q0H22帖<P/4€€>羊畑誕母呈邸蝕咖刎心黑九「Jt*f*詔7姉仕:籍§]￡環(huán)楝如冊(cè)您籃息』寫心f月滬廣巧心：說(shuō);軟的#如血也金萄鈿砒“剛黎爲(wèi)]?、§Q敘坯5<pf920g沁和加◎斥&tp6D0注於0。申2。e怒少/ooD場(chǎng)<t>^0羊也如審“加Hi790qg巴門召坤口fSOHa別卩0goH*毎占就“會(huì)娜唧葡出仃斗0⑷01^4-5Ht8^咖旳咖f松/SOO旳]W2075I3oc軸0D爐知0輕3的別事申遜弟申羽心 “(Xi申2M^250少咖血羊孑00申30少救扎2^02/0'處0虹%2Q0200As邂§2如心寺他型如0僧0車1氐眾軋聲吋0恥蝴'tt科r?占％生曲敢瓠沖咄陜鼻腳■絹'書(shū):S沖仁攫胡卿1山旳Z加私和帚處刃?.禮就j；傘切國(guó)池持「曲撫札.gfiwM%-口朋乩點(diǎn)杓3^肋”Y?艸戸223*乳料陽(yáng)3龍芋2聯(lián),gM和“的H沏M呵砂5^為M■?知2個(gè)y懇叼4汩咖愜陽(yáng)/T迪說(shuō)M?麗珈（》用%「F三歸眼.'心并誹科.4,燼歸畑矽幵環(huán)血刑老咖用?帖命gM車HHF吳5"科吠'fW*G4-?A耿?&€連.慮札.@心即吻.加惋打倒柚y-礫”4」砂呼eq血乃占"呦蛀丈tc.皓祥劇五、選粉機(jī)設(shè)計(jì)重要經(jīng)驗(yàn)參數(shù)1、選粉機(jī)分級(jí)室切向風(fēng)速（即轉(zhuǎn)子外邊緣切向速度）大約在16~20m/s；選粉機(jī)分級(jí)室徑向風(fēng)速（風(fēng)量/轉(zhuǎn)子外邊緣凈圓面積）大約在m/s。2、選粉機(jī)導(dǎo)風(fēng)葉片角度常取：61.5°、64.5°、67